folly::EvictingCacheMap — LRU 구현 분석
#한 줄 요약
folly::EvictingCacheMap<K, V>는 fixed max size + LRU eviction의 hash map. access마다 가장 최근 위치로 옮기고, max size 초과 시 LRU 항목을 자동 제거. single-thread 전용.
#동기
cache의 두 핵심 요구.
- 최대 메모리 한도를 보장.
- 자주 쓰는 항목은 유지, 안 쓰는 건 제거.
std::unordered_map은 두 가지 모두 없다. 직접 구현하면 흔히 다음 둘을 같이 들고 다닌다.
std::unordered_map<K, list_iterator>: O(1) lookup.std::list<pair<K, V>>: LRU ordering.
이 짝을 매번 작성하는 게 귀찮아 표준화한 것이 EvictingCacheMap. boost의 multi_index_container 또는 LinkedHashMap의 C++ 대응.
folly::EvictingCacheMap<int, std::string> cache(1000); // max 1000cache.set(1, "a");cache.get(1); // hit → LRU 앞으로auto* p = cache.get_or_null(2); // miss → nullptr// 1001번째 set 시 LRU 항목 자동 제거#API & 사용법
#include <folly/container/EvictingCacheMap.h>
// 1. 생성 — max size, 옵션 nclearfolly::EvictingCacheMap<int, std::string> c(1024);
// 2. set — insert/update + LRU 앞으로c.set(1, "a");
// 3. get — hit이면 LRU 앞으로const std::string& v = c.get(1); // throws if miss
// 4. get_or_null — miss 시 nullptrconst std::string* p = c.get_or_null(2);
// 5. peek — LRU 갱신 안 함const std::string* p2 = c.peek(1);
// 6. erase / clearc.erase(1);c.clear();
// 7. size / capacityc.size(); c.getMaxSize();
// 8. 통계 — hit / miss / evictionc.getStats();
// 9. eviction callbackc.setPruneHook([](const auto& k, auto&& v) { LOG(INFO) << "evicted: " << k;});get은 LRU 위치를 옮긴다. peek은 옮기지 않음 (debugging/snapshot 용도).
#내부 구현
// 약식template <typename K, typename V>class EvictingCacheMap { struct Node { K key; V value; Node* prev; Node* next; };
folly::F14FastMap<K, Node*> index_; // key → node 빠른 lookup Node* head_; // LRU front (most recent) Node* tail_; // LRU back (least recent) size_t size_; size_t maxSize_; std::function<void(K&&, V&&)> pruneHook_;};intrusive doubly linked list + hash map. 둘 다 O(1).
#Set
// 약식void set(K k, V v) { if (auto it = index_.find(k); it != index_.end()) { // 이미 있음 — value 갱신 + LRU 앞으로 Node* n = it->second; n->value = std::move(v); moveToFront(n); return; } // 새 entry if (size_ >= maxSize_) evictOne(); // 한 개 제거 Node* n = newNode(std::move(k), std::move(v)); pushFront(n); index_.emplace(n->key, n); ++size_;}
void evictOne() { Node* victim = tail_; unlink(victim); index_.erase(victim->key); if (pruneHook_) pruneHook_(std::move(victim->key), std::move(victim->value)); delete victim; --size_;}eviction은 tail 한 개씩. capacity 초과 폭이 크면 여러 번 호출.
#Get
const V& get(const K& k) { auto it = index_.find(k); if (it == index_.end()) throw std::out_of_range{}; Node* n = it->second; moveToFront(n); ++stats_.hits; return n->value;}매 get은 linked list pointer 3-4개 수정. 가벼우나 write임에 주의 — const get이라도 LRU 상태 변경.
#std/abseil 비교
표준에는 LRU cache가 없다. abseil에도 직접 대응 없음.
흔히 쓰는 대안:
- boost::multi_index — full flexibility, 비용 큼.
- 직접 구현 —
std::list+std::unordered_map. - 3rd party (e.g. lru_cache11, hashlru) — header-only library.
folly::EvictingCacheMap은 fbcode 내부 표준 선택. 다른 folly type(F14, fbstring)과 잘 통합.
| 항목 | std/직접 구현 | boost::multi_index | folly::EvictingCacheMap |
|---|---|---|---|
| Set/Get | O(1) | O(log n) | O(1) |
| Iterator 안정 | rehash 시 invalid | 안정 | iterator 인터페이스 제한적 |
| Prune callback | 직접 구현 | 직접 | setPruneHook |
| Multi-thread | X | X | X (single-thread 전용) |
| Custom policy | 직접 | 가능 | LRU 전용 |
#사용 패턴
#1. URL → 처리 결과 cache
folly::EvictingCacheMap<std::string, Response> http_cache(10'000);
auto* cached = http_cache.get_or_null(url);if (cached) return *cached;
auto resp = FetchAndProcess(url);http_cache.set(url, std::move(resp));return http_cache.get(url);#2. Compiled regex cache
thread_local folly::EvictingCacheMap<std::string, std::regex> regex_cache(128);
const std::regex& compile(const std::string& pattern) { if (auto* r = regex_cache.get_or_null(pattern)) return *r; regex_cache.set(pattern, std::regex{pattern}); return regex_cache.get(pattern);}thread_local로 multi-thread 회피.
#3. Stats callback
folly::EvictingCacheMap<int, BigObject> c(1024);c.setPruneHook([](int k, BigObject&& v) { metrics_.evicted.increment(); v.OnEvict(); // resource 해제 hook});#코드 리뷰 포인트
// Bad — multi-thread 사용folly::EvictingCacheMap<int, std::string> shared_cache(1024);// thread 여럿이 get/set → race
// Good — thread_local 또는 외부 mutexthread_local folly::EvictingCacheMap<int, std::string> tls_cache(1024);// 또는 folly::Synchronized<EvictingCacheMap<...>>EvictingCacheMap은 single-thread 전용. concurrent용은 folly::ConcurrentHashMap + size limit을 직접 또는 외부 wrapper.
// 위험 — get으로 LRU 갱신, 의도 외 eviction 변경const auto& v = cache.get(k); // LRU 앞으로// 의도가 단순 확인이면 peek
// Goodif (auto* p = cache.peek(k)) Inspect(*p); // LRU 안 건드림debugging/inspection은 peek. 진짜 hit으로 보고 싶으면 get.
// 주의 — max size를 너무 작게folly::EvictingCacheMap<K, V> tiny(10);// thrashing → hit rate 낮음 → cache 무용cache는 working set 크기에 맞춰야 hit rate 의미. metric으로 모니터.
#안티패턴
- multi-thread 공유: lock 없음 → race. thread_local 또는 외부 lock.
get의 LRU 부수 효과 무시: const-correctness 깨짐. get은 logical 쓰기.- pruneHook에서 heavy work: hook은 set/get 안에서 호출. blocking 작업은 별도 thread로.
#정리
EvictingCacheMap은 fixed size + LRU eviction의 single-thread cache.- intrusive list + F14 hash map으로 O(1) set/get/evict.
setPruneHook으로 eviction 시 콜백.- multi-thread는 thread_local 또는 외부 lock.
- working set 크기에 맞춘 max size가 hit rate 결정.
#다음 편
Part 9에서 동기화 프리미티브를 본다. 시작은 folly::Synchronized — 데이터와 lock을 묶는 wrapper.
#관련 항목
- Part 8-04: ConcurrentHashMap — thread-safe variant
- Part 7-04: F14FastMap — 내부 index 자료구조
- Part 9-01: Synchronized — multi-thread 캡슐화
- 원문 — folly/container/EvictingCacheMap.h
Folly Code Review · 40 of 89
- 1 Folly Code Review — Meta의 production-grade C++ 라이브러리 코드 분석
- 2 Folly 개요 — Meta가 production에서 검증한 utility 모음 분석
- 3 Folly vs Abseil 철학 비교 — performance-first vs std-compatible
- 4 Folly 빌드와 fbcode 환경 — monorepo의 그림자
- 5 Folly API stability 정책 — 어떤 보장도 없다는 솔직함
- 6 Folly production validation 문화 — peta-scale에서 단련된 코드
- 7 folly::Future 분석 — std::future의 한계를 넘는 composable async
- 8 folly::Promise·makeFuture — Future를 만드는 두 길
- 9 folly::SemiFuture vs Future — executor binding의 명시화
- 10 folly::Future thenValue·thenError·thenTry — continuation 체인 분석
- 11 folly::collect·collectAll·collectAny — fan-in 패턴 분석
- 12 folly::Future retry·window·via — 제어 흐름 조합자
- 13 folly::fibers 분석 — M:N stackful coroutine
- 14 folly::InlineExecutor — 호출자 thread에서 즉시 실행
- 15 folly::CPUThreadPoolExecutor — CPU-bound 작업의 표준 thread pool
- 16 folly::IOThreadPoolExecutor — libevent 기반 I/O pool
- 17 folly::ManualExecutor — 결정적 테스트를 위한 수동 진행
- 18 folly::EventBase 분석 — libevent 이벤트 루프의 핵심
- 19 folly::IOBuf 분석 — zero-copy buffer chain의 기본 단위
- 20 folly::IOBufQueue — chain의 push/pull 추상화
- 21 folly::io::Cursor·RWCursor — chain 위의 stream
- 22 folly Zero-copy 패턴 — IOBuf로 ScatterGather I/O 표현
- 23 folly::IOBuf shared semantics — clone·unshare·takeOwnership
- 24 folly::FBString 분석 — SSO + COW 구현
- 25 folly의 fmt::format 통합 — 모던 포맷팅 채택
- 26 folly::StringPiece — string_view 호환 분석
- 27 folly Join·Split utilities — 문자열 분해와 결합
- 28 folly::to·tryTo — text↔num 변환 분석
- 29 folly Conv Customization — 사용자 타입 지원
- 30 folly Conv 성능 비교 — sprintf·stringstream 대비
- 31 folly::F14ValueMap vs std::unordered_map
- 32 folly::F14NodeMap — stable pointer가 필요할 때
- 33 folly::F14VectorMap — cache-friendly iteration
- 34 folly::F14FastMap — auto-select 동작
- 35 folly F14 internals — SIMD probing 메커니즘
- 36 folly::small_vector — inline storage 분석
- 37 folly::FixedString — compile-time string
- 38 folly::AtomicHashMap — lock-free read 분석
- 39 folly::ConcurrentHashMap — sharded 동시 해시 맵
- 40 folly::EvictingCacheMap — LRU 구현 분석
- 41 folly::Synchronized — lock wrapper 패턴
- 42 folly::SharedMutex 분석
- 43 folly::Baton — one-shot wait 동기화
- 44 folly::RWSpinLock 분석
- 45 folly::PicoSpinLock — 1-byte spinlock
- 46 folly::ProducerConsumerQueue — SPSC 큐 분석
- 47 folly::MPMCQueue — multi-producer multi-consumer
- 48 folly::UnboundedQueue — 동적 크기 lock-free
- 49 folly::fibers::Channel — Go-like channel
- 50 folly::dynamic — JSON-like dynamic type 분석
- 51 folly JSON conversion — toJson·parseJson
- 52 folly dynamic ↔ struct — manual marshaling
- 53 folly dynamic Visitor pattern — type별 분기
- 54 folly::Singleton vs Meyers/static — 왜 Folly의 Singleton인가
- 55 folly::SingletonVault 분석 — 등록·소멸·의존성
- 56 folly::Singleton try_get·try_get_fast — TLS-cached 접근
- 57 folly::ExceptionWrapper — type-erased exception holder
- 58 folly::ScopeGuard·SCOPE_EXIT — RAII cleanup
- 59 folly::Optional vs std::optional
- 60 folly::Function vs std::function
- 61 folly::Lazy — 지연 초기화 wrapper
- 62 folly Meta 스타일 code review 패턴
- 63 folly anti-patterns — 잘못 쓰면 std보다 느림
- 64 folly vs std 선택 기준 분석
- 65 folly::coro 개요 — production C++20 코루틴 어댑터
- 66 folly::coro::Task — lazy single-shot 코루틴
- 67 folly::coro::AsyncGenerator — 비동기 스트림
- 68 folly coro blockingWait·collectAll — 동기 경계와 fan-in
- 69 folly::coro::Baton·Mutex — 코루틴-aware 동기화
- 70 folly::Expected — 결과 또는 오류
- 71 folly::Try — Future 결과 wrapper
- 72 folly::Try vs Expected 선택 기준
- 73 folly::Range — 일반 iterator pair
- 74 folly::Uri — URL 파서
- 75 folly Fingerprint64·128 — 분산 hash
- 76 folly SpookyHashV2 — fast non-crypto hash
- 77 folly::Init — main() 부트스트랩
- 78 folly::Indestructible — global lifetime 패턴
- 79 folly::MicroLock — 1-byte 락
- 80 folly::MicroSpinLock — 가장 좁은 spin lock
- 81 folly::format — legacy formatter 분석
- 82 folly::demangle — typeid 디망글링
- 83 folly::DynamicConverter — dynamic ↔ struct
- 84 folly::RecordIO — append-only 로그 파일 포맷
- 85 folly::io::Compression — zstd·lz4·snappy wrapper
- 86 folly::AsyncIO — io_uring·Linux AIO
- 87 folly::CancellationToken — 코루틴·Future 취소 전파
- 88 folly::observer — hot config의 atomic refresh
- 89 fbcode 패턴 모음 — folly 사용의 실전
관련 글
folly::ConcurrentHashMap — sharded 동시 해시 맵
ConcurrentHashMap — sharded buckets + Hazard Pointer로 erase 포함 full thread-safe hash map.
같은 시리즈에서 이어 읽기
folly::AtomicHashMap — lock-free read 분석
AtomicHashMap — lock-free read, append-only insert, 큰 read-heavy 워크로드용 hash map.
같은 시리즈에서 이어 읽기
folly::FixedString — compile-time string
FixedString — fixed capacity, fully constexpr 문자열 type. compile-time concat과 hash가 가능.
같은 시리즈에서 이어 읽기